JP5886710B2

JP5886710B2 - アンテナ

Info

Publication number: JP5886710B2
Application number: JP2012172099A
Authority: JP
Inventors: 正則小杉; 勝秀熊谷
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2012-08-02
Filing date: 2012-08-02
Publication date: 2016-03-16
Anticipated expiration: 2032-08-02
Also published as: CN103579765B; US20140035785A1; EP2693561B1; CN103579765A; EP2693561A1; JP2014033308A; US9293811B2

Description

本発明は、アンテナに関するものである。

従来、車両には、電子キーが送信する無線信号の照合を通じて、車両のドアの施解錠や走行用の駆動源の始動を行う電子キーシステムが設けられている。電子キーシステムを備える車両には、無線信号を受信するためのアンテナ装置が設けられている。特許文献１のアンテナ装置は、逆Ｌ型アンテナを基板に取り付けた構成とされている。逆Ｌ型アンテナは、基板の上面に対して垂直に延びる板状の脚と、脚の先端部に連続して設けられて基板の上面と平行に延びる板状の腕とから構成されている。

特開２０１２−２９１３７号公報

ところで、この種のアンテナ装置は、多くの場合、車両のドアに内装されている。車両のドアは、車両の走行中やドアの開閉の際に振動する。当該振動は、アンテナにも伝わる。アンテナにおいては、振動は、脚から腕に伝わる。ここで、特許文献１に記載されるように、腕は、その板厚方向が一様とされている。従って、模式的に示すと、図５に示すように、板状のアンテナ５１は、基板５２に片持ち支持されている。これにより、アンテナ５１は、自身の厚み方向に振動しやすい。このため、腕は、車両のドアの振動に伴い共振するおそれがある。ひいては、共振に伴う振動音が、車両ユーザに聞こえるおそれがある。

本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、共振しにくいアンテナを提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、地板に取り付けられる板状とされた複数の脚と、当該複数の脚により支持される２つの平行な平面とこれら平面に対して直交する厚み方向成分を含む端面とからなる平板状とされた複数の腕とを備え、前記複数の腕は互いに連続する関係にあるアンテナにおいて、少なくとも２つの脚は、それらの厚み方向が異なり、連続する２つの腕は、互いの厚み方向が異なるとともに、一方の腕の前記平面と他方の腕の前記端面とを介して接続されるものであって、連続する２つの腕において、一方の腕の前記平面における前記地板の厚み方向に沿う長さは、他方の腕の前記端面における前記地板の厚み方向に沿う長さよりも長く、且つ、一方の腕の前記平面における前記地板の板面に沿う方向の長さは、他方の腕の前記端面における前記地板の板面に沿う方向の長さよりも長いことを要旨とする。

板状のものは、厚み方向への振動波を伝搬しやすい。言い換えれば、板状のものは、厚み方向以外への振動波は伝搬しにくい。従って、同構成によれば、複数の脚のうち少なくとも２つにおいて厚み方向が異なるので、脚の１つが振動波を腕に伝搬しても、他方の脚は振動波を腕に伝搬しにくい。これら振動波が伝搬しやすい腕と振動波が伝搬しにくい腕とが連続しているので、これら２つの腕は、共振しにくい。ひいては、アンテナにおいて共振に伴う振動音が発生しにくい。

また、連続する２つの腕において、一方の腕の前記平面における前記地板の厚み方向に沿う長さは、他方の腕の前記端面における前記地板の厚み方向に沿う長さよりも長く、且つ、一方の腕の前記平面における前記地板の板面に沿う方向の長さは、他方の腕の前記端面における前記地板の板面に沿う方向の長さよりも長いので、アンテナは、共振しにくい。
請求項２に記載の発明は、地板に取り付けられる板状とされた複数の脚と、当該複数の脚により支持される板状とされた複数の腕とを備え、前記複数の腕は互いに連続する関係にあるアンテナにおいて、少なくとも２つの脚は、それらの厚み方向が異なるものであって、第１の脚に連続する第１の腕と、第２の脚に連続する第２の腕と、前記第１及び第２の腕のみで両持ち支持される第３の腕とを備え、前記第３の腕と前記第１の脚との間の距離及び前記第３の腕と前記第２の脚との間の距離のうち長い方は短い方の正の整数倍の距離とならないように設定されることを要旨とする。
同構成によれば、第１の腕において第３の腕を支持する部位に伝搬される振動波の波長と、第２の腕において第３の腕を支持する部位に伝搬される振動波の波長とが異なる。すなわち、第３の腕には、異なる波長を有する２つの振動波が入力される。第３の腕と第１の脚との間の距離及び第３の腕と第２の脚との間の距離のうち長い方は短い方の正の整数倍の距離とならないように設定されることから、第３の腕に入力される一方の振動波の波長は、他方の波長の整数倍とはならない。したがって、第３の腕は、共振しづらい。すなわち、アンテナは、共振しにくい。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のアンテナにおいて、少なくとも１つの脚と、その脚に直接支持される腕との厚み方向が異なることを要旨とする。
同構成によれば、厚み方向が異なるので、脚から腕へ振動波が伝搬しにくい。従って、アンテナは、共振しにくい。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のアンテナにおいて、連続する前記腕同士の厚み方向の関係及び連続する前記脚と腕との厚み方向の関係のうち少なくとも一つは、直交する関係にあることを要旨とする。

振動波は、直交しているものへの伝搬の方が、直交以外の関係にあるものへの伝搬よりもしにくい。従って、同構成によれば、振動波は、連続する腕から腕に、又は連続する脚から腕に、又はその両方において伝搬しにくい。従って、アンテナは共振しにくい。

本発明では、共振しにくいアンテナを提供することができる。

アンテナ装置の斜視図。（ａ）はアンテナの上面図、（ｂ）はアンテナの正面図。別例を示すアンテナの斜視図。別例を示すアンテナの斜視図。片持ち支持される板状のアンテナを示す斜視図。

以下、本発明を、車両に設けられるアンテナ装置に具体化したアンテナの一実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。
＜アンテナ装置の概要＞
図１に示すように、アンテナ装置１は、図示しない車両ドアに内装され地板に相当する基板２と、当該基板２の上面に取り付けられたアンテナ３とを備えている。アンテナ３は、例えば図示しない車両の電子キーからの無線信号を受信して、当該信号を基板２上の電子回路に送る。

＜アンテナの構成＞
図１に示すように、アンテナ３は、１枚の金属板が打ち抜かれ、この打ち抜かれた金属片が折り曲げられることにより形成される。アンテナ３は、基板２に対し垂直に延びる３本の脚１１〜１３と、各脚１１〜１３に支持された四角環状の腕部２０とを備えている。腕部２０は、４本の腕２１〜２４により構成されている。なお、これら各脚１１〜１３、及び各腕２１〜２４は板状とされ、その板厚は一様とされている。

図１に示すように、脚１１は、基板２から上方向に向かって延びている。脚１１の板厚方向は、前後方向とされている。脚１１の先端部には、左右方向に延びて脚１１と直交する腕２１が設けられている。腕２１の板厚方向は、前後方向とされている。すなわち、腕２１の前面及び後面は、脚１１の前面及び後面と連続する。図２（ｂ）に示すように、脚１１及び腕２１は、全体としてＴ字状をなす。

図１に示すように、腕２１の右端部２１ａには、腕２１の上端面と連続して後方向に延びる腕２２が設けられている。すなわち、腕２１と腕２２は、直交する。腕２２の板厚方向は、上下方向とされている。図２（ｂ）に示すように、腕２２の右面は、腕２１の右端面と連続する。図１に示すように、腕２２は、腕２１と連続する前端部２２ｂとその反対側の後端部２２ａとの間において、基板２から上方向に向かって延びる脚１２に支持されている。すなわち、腕２２と脚１２は、直交する。脚１２の板厚方向は、左右方向とされている。図２（ｂ）に示すように、脚１２の左面は、腕２２の左端面と連続する。図１に示すように、脚１２及び腕２２は、全体としてＴ字状をなす。

図１に示すように、腕２２の後端部２２ａには、腕２２の上面と連続して左方向に延びる腕２３が設けられている。すなわち、腕２２と腕２３は、直交する。腕２３の板厚方向は、前後方向とされている。腕２３は、腕２２と連続する右端部２３ｂとその反対側の左端部２３ａとの間において、基板２から上方向に向かって延びる脚１３に支持されている。すなわち、腕２３と脚１３は、直交する。脚１３の板厚方向は、前後方向とされている。すなわち、腕２３の前面及び後面は、脚１３の前面及び後面と連続する。図２（ｂ）に示すように、脚１３及び腕２３は、全体としてＴ字状をなす。

図１に示すように、腕２３の左端部２３ａには、腕２３の上端面と連続して前方向に延びる腕２４が設けられている。すなわち、腕２４は、腕２３と直交する。腕２４の板厚方向は、上下方向とされている。腕２４は、腕２３と連続する後端部２４ｂとは反対側の前端部２４ａにおいて、その上面が腕２１における左端部２１ｂの上端面と連続する。すなわち、腕２４は、腕２１と直交する。つまり、腕２４は、腕２１及び腕２３に両持ち支持される。なお、図２（ｂ）に示すように、腕２４の左面は、腕２１の右端面及び腕２３の右端面と連続する。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、脚１１の左端面と腕２４の右端面との間は、距離ｄ１とされている。また、脚１３の左端面と腕２４の右端面との間は、距離ｄ２とされている。距離ｄ１及び距離ｄ２は、互いに素の関係となるように設定される。

＜アンテナの作用＞
次に、図示しない車両のドアが振動した場合におけるアンテナ３の作用について説明する。まず、基板２が前後方向に振動した場合について説明する。

基板２が前後方向に振動した場合、その振動波は、脚１１〜１３を介して腕２１〜２４に伝わる。板状のものは、板厚方向に振動する場合にはその振動波を伝搬しやすく、板厚方向以外の方向へ振動する場合にはその振動波を伝搬しにくい。すなわち、板厚方向の異なる板同士が直交すると、振動波は伝搬しにくい。図２（ａ）に示すように、脚１２は、板厚方向が振動する方向と異なる左右方向とされているので、振動波を伝搬しにくい。また、図２（ｂ）に示すように、脚１２と連続する腕２２は、板厚方向が振動する方向と異なる上下方向とされているので、より振動波を伝搬しにくい。このため、脚１２及び腕２２は、共振しづらい。

一方、図２（ａ）に示すように、脚１１，１３は、板厚方向が振動する方向と同じ前後方向とされているので、振動波は伝搬しやすい。また、脚１１と連続する腕２１、及び脚１３と連続する腕２３は、板厚方向が振動する方向と同じ前後方向とされているので、振動波を伝搬しやすい。しかしながら、腕２１及び腕２３は、それぞれ右端部２１ａ，２３ｂにおいて、板厚方向の異なる腕２２と直交する。さらに、腕２１及び腕２３と直交する腕２２は、共振しづらい。これにより、腕２１及び腕２３は、それぞれ脚１１及び脚１３の右側において共振しづらい。

なお、腕２１、及び腕２３は、それぞれ左端部２１ｂ，２３ａにおいて、腕２４と連続する。ここで、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、脚１１の左端面と腕２４の右端面との間は、距離ｄ１とされている。また、脚１３の左端面と腕２４の右端面との間は、距離ｄ２とされている。距離ｄ１及び距離ｄ２は、互いに素の関係となるように設定される。このため、腕２１から腕２４に伝搬される振動波の波長と、腕２３から腕２４に伝搬される振動波の波長とが異なる。すなわち、腕２４は、異なる波長の振動波が伝搬されるので、共振しづらい。これにより、腕２１及び腕２３は、それぞれ脚１１及び脚１３の左側において共振しづらい。すなわち、腕２１及び腕２３は、その全体において、共振しづらい。このため、腕２１及び腕２３と連続する脚１１及び脚１３もまた、共振しづらい。以上のことから、アンテナ３における共振に伴う振動音が発生しにくい。

次に、基板２が左右方向に振動した場合について説明する。
基板２が左右方向に振動した場合、その振動波は、脚１１〜１３を介して腕２１〜２４に伝わる。図２（ａ）に示すように、脚１１，１３は、板厚方向が振動する方向と異なる前後方向とされているので、振動波を伝搬しにくい。また、図２（ｂ）に示すように、脚１１，１３と連続する腕２１，２３は、板厚方向が振動する方向と異なる前後方向とされているので、より振動波を伝搬しにくい。このため、脚１１及び脚１３、並びに腕２１及び腕２３は、共振しづらい。

一方、図２（ａ）に示すように、脚１２は、板厚方向が振動する方向と同じ左右方向とされているので、振動波は伝搬しやすい。しかしながら、脚１２と連続する腕２２は、板厚方向が振動する方向と異なる上下方向とされているので、振動波を伝搬しにくい。また、腕２２は、後端部２２ａ、及び前端部２２ｂにおいて、板厚方向の異なる腕２３，２１と直交する。さらに、腕２２と直交する腕２１及び腕２３は、共振しづらい。これにより、脚１２は、共振しづらい。

腕２４は、板厚方向が振動する方向と異なる上下方向とされているので、振動波を伝搬しにくい。また、腕２４は、共振しづらい腕２１及び腕２３と連続しているので、共振しづらい。以上のことから、アンテナ３における共振に伴う振動音が発生しにくい。

次に、基板が上下方向に振動した場合について説明する。
基板２が上下方向に振動した場合、その振動波は、脚１１〜１３を介して腕２１〜２４に伝わる。図２（ａ）に示すように、脚１１，１３は、板厚方向が振動する方向と異なる前後方向とされているので、振動波を伝搬しにくい。また、図２（ｂ）に示すように、脚１１，１３と連続する腕２１，２３は、板厚方向が振動する方向と異なる前後方向とされているので、より振動波を伝搬しにくい。このため、脚１１及び脚１３、並びに腕２１及び腕２３は、共振しづらい。

図２（ａ）に示すように、脚１２もまた、板厚方向が振動する方向と異なる左右方向とされているので、振動波を伝搬しにくい。一方で、脚１２と連続する腕２２は、板厚方向が振動する方向と同じ上下方向とされているので、振動波を伝搬しやすい。しかしながら、腕２２は、後端部２２ａ、及び前端部２２ｂにおいて、振動波を伝搬しにくい腕２３，２１と連続する。これにより、腕２２は、共振しづらい。

なお、腕２４は、板厚方向が振動する方向と同じ上下方向とされているので、振動波を伝搬しやすい。しかしながら、腕２４は、前端部２４ａ，及び後端部２４ｂにおいて、腕２１，２３と直交する。さらに、腕２４と直交する腕２１，２３は、共振しづらい。また、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、脚１１の左端面と腕２４の右端面との間は、距離ｄ１とされている。また、脚１３の左端面と腕２４の右端面との間は、距離ｄ２とされている。距離ｄ１及び距離ｄ２は、互いに素の関係となるように設定される。このため、腕２１から腕２４に伝搬される振動波の波長と、腕２３から腕２４に伝搬される振動波の波長とが異なる。すなわち、腕２４は、異なる波長の振動波が伝搬されるので、共振しづらい。以上のことから、アンテナ３における共振に伴う振動音が発生しにくい。

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。
（１）脚１１〜１３、及び腕２１〜２４によりアンテナ３を構成した。これら、脚１１〜１３、及び腕２１〜２４の板厚方向を次のように設定した。すなわち、脚１１及び脚１３、並びに腕２１及び腕２３の板厚方向を前後方向とした。腕２２及び腕２４の板厚方向を上下方向とした。脚１２の板厚方向を左右方向とした。板状のものは、板厚方向に振動する場合にはその振動波を伝搬しやすく、板厚方向以外の方向へ振動する場合にはその振動波を伝搬しにくい。すなわち、アンテナ３は、いずれの方向においても、振動波を伝搬しにくい脚又は腕を有する。このため、アンテナ３は、いずれの方向に振動した場合でも、共振しにくい。これにより、アンテナ３における共振に伴う振動音が発生しにくい。

（２）腕２１及び腕２３と、腕２２及び腕２４を直交させた。板厚方向の異なる板同士が直交すると、振動波は伝搬しにくい。これにより、アンテナ３における共振に伴う振動音が発生しにくい。

（３）脚１１の左端面と腕２４の右端面との間は、距離ｄ１とした。また、脚１３の左端面と腕２４の右端面との間は、距離ｄ２とした。そして、距離ｄ１及び距離ｄ２は、互いに素の関係となるように設定した。これにより、基板２の振動に伴って腕２１及び腕２３に振動波が伝搬されるとき、腕２１及び腕２３に両持ち支持される腕２４には、腕２１及び腕２３から異なる波長の振動波が伝搬されることになる。このため、腕２４は、共振しづらい。ひいては、アンテナ３における共振に伴う振動音が発生しにくい。

なお、上記各実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、腕２４を省略してもよい。この場合、図３に示すように、腕部２０は、Ｃ字状を呈する。すなわち、腕部２０は、環状をなさなくてもよい。また、図示は省略するが、腕２４に加えて、脚１１又は脚１３を省略してもよい。さらに、省略した脚に連続する腕２１又は腕２３を省略してもよい。この場合、腕部２０は、Ｌ字状を呈する。すなわち、脚及び腕は、それぞれ２本以上あればよい。このように構成しても、上記実施形態の（１）及び（２）の効果と同様の効果を得ることができる。

・上記実施形態において、腕２４を基板２から上方に向かって延びる脚で支持してもよい。この場合、腕部２０は、４本の脚で支持される。すなわち、腕部２０は、板厚方向の異なる複数の脚で支持されていればよい。このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

・上記実施形態において、腕２１〜２４が延びる方向は、隣り合う腕が互いに直交する方向とされたが、必ずしも直交していなくてもよい。例えば、図４に示すように、アンテナ４０は、図示しない基板から上方向に向かって延びる２本の脚４１，４２と、これら脚４１，４２の先端部に設けられる腕４３，４４とを有する。脚４１の板厚方向は、左右方向とされている。脚４２の板厚方向は、前後方向とされている。腕４３は、左右方向に延びている。腕４３の板厚方向は上下方向とされている。腕４４は、左右方向に延びている。腕４４の板厚方向は、前後方向とされている。腕４４の左端部は、腕４３の右端部と連続する。このように構成した場合、脚４１は、前後方向、及び上下方向に振動した場合の振動波を伝搬しにくい。脚４２は、左右方向、及び上下方向に振動した場合の振動波を伝搬しにくい。腕４３は、前後方向、及び左右方向に振動した場合の振動波を伝搬しにくい。腕４４は、左右方向、及び上下方向に振動した場合の振動波を伝搬しにくい。すなわち、アンテナ４０は、いずれの方向に振動した場合でも、振動波を伝搬しにくい脚又は腕を有するので、共振に伴う振動音が発生しにくい。

・上記実施形態において、腕２１及び腕２３の板幅、すなわち、上下方向の長さを短くして、当該腕２１及び腕２３の下端面と基板２の上面との距離を大きくすれば、アンテナ３の基板２の上面からの高さを変更することなく、当該アンテナ３の利得を高めることができる。

・上記実施形態において、脚１１〜１３、及び腕２１〜２４は、互いの端面が連続するように設けられたが、例えば、図４の腕４３，４４の関係のように、互いが連続する関係であれば、互いの端面が必ずしも連続していなくてもよい。

・上記実施形態において、脚１１〜１３、及び腕２１〜２４は、その板厚方向は、基板２の上面に対して垂直、若しくは平行とされたが、これ以外の関係とされてもよい。すなわち、脚１１〜１３、及び腕２１〜２４は、異なる板厚方向を有するものと連続するように設けられればよい。

・上記実施形態において、脚１１〜１３、及び腕２１〜２４は、板状、すなわち、板が延びる方向に対して直交する方向に切断したときの断面が長方形とされたが、当該断面が楕円状とされた形状としてもよい。この場合でも、脚、及び腕の厚み方向が特定できる。従って、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

・上記実施形態において、アンテナ装置１は、車両のドアに内装されたが、搭載場所は、車両におけるいずれの場所であってもよい。また、アンテナ装置１が搭載されるものは、車両に限らない。例えばドアなど、無線信号を受信する振動するものに搭載されればよい。

１…アンテナ装置、２…基板、３…アンテナ、１１〜１３，４１，４２…脚、２０…腕部、２１〜２４，４３，４４…腕。

Claims

地板に取り付けられる板状とされた複数の脚と、当該複数の脚により支持される２つの平行な平面とこれら平面に対して直交する厚み方向成分を含む端面とからなる平板状とされた複数の腕とを備え、前記複数の腕は互いに連続する関係にあるアンテナにおいて、
少なくとも２つの脚は、それらの厚み方向が異なり、
連続する２つの腕は、互いの厚み方向が異なるとともに、一方の腕の前記平面と他方の腕の前記端面とを介して接続されるものであって、
連続する２つの腕において、一方の腕の前記平面における前記地板の厚み方向に沿う長さは、他方の腕の前記端面における前記地板の厚み方向に沿う長さよりも長く、且つ、一方の腕の前記平面における前記地板の板面に沿う方向の長さは、他方の腕の前記端面における前記地板の板面に沿う方向の長さよりも長いアンテナ。
地板に取り付けられる板状とされた複数の脚と、当該複数の脚により支持される板状とされた複数の腕とを備え、前記複数の腕は互いに連続する関係にあるアンテナにおいて、
少なくとも２つの脚は、それらの厚み方向が異なるものであって、
第１の脚に連続する第１の腕と、第２の脚に連続する第２の腕と、前記第１及び第２の腕のみで両持ち支持される第３の腕とを備え、
前記第３の腕と前記第１の脚との間の距離及び前記第３の腕と前記第２の脚との間の距離のうち長い方は短い方の正の整数倍の距離とならないように設定されるアンテナ。
請求項１又は２に記載のアンテナにおいて、
少なくとも１つの脚と、その脚に直接支持される腕との厚み方向が異なるアンテナ。
請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のアンテナにおいて、
連続する前記腕同士の厚み方向の関係及び連続する前記脚と腕との厚み方向の関係のうち少なくとも一つは、直交する関係にあるアンテナ。